8月9日~11日,2016全國碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)在吉林舉行,大會(huì)以“低成本、大絲束碳纖維應(yīng)用發(fā)展”為主題,邀請了國內(nèi)外碳纖維上下游,及配套領(lǐng)域內(nèi)的專家、相關(guān)企業(yè)代表與會(huì),就我國碳纖維行業(yè)產(chǎn)品成本過高、制約應(yīng)用發(fā)展等問題展開了討論。
經(jīng)過近十余年的發(fā)展,當(dāng)前我國已建立起國產(chǎn)碳纖維技術(shù)體系,初步形成了技術(shù)研發(fā)-工程放大-產(chǎn)業(yè)化建設(shè)的國產(chǎn)碳纖維制備平臺(tái),產(chǎn)品系列更加完善,技術(shù)多元化格局逐步形成,正在由成長期進(jìn)入到一個(gè)高速發(fā)展的新階段。
同時(shí),盡管我國通用級碳纖維已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),基本滿足了國內(nèi)市場部分需要,但隨著我國復(fù)合材料市場的快速發(fā)展,通用級碳纖維已難以適應(yīng)航空及其新興工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芾w維的需求。而國內(nèi)高性能碳纖維產(chǎn)品由于受到工藝技術(shù)的限制,仍主要依賴進(jìn)口。應(yīng)用方面,由于成本較高,小絲束碳纖維在航天航空市場的應(yīng)用發(fā)展進(jìn)程緩慢。未來最具發(fā)展?jié)摿Φ木褪悄茉础?a target="_blank">汽車工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域,這為低成本大絲束碳纖維的發(fā)展開辟了廣闊市場空間。
“十三五”期間,我國碳纖維產(chǎn)業(yè)必將進(jìn)入一個(gè)以發(fā)展高效低成本制備技術(shù)為核心,圍繞重大應(yīng)用工程,構(gòu)建碳纖維制備與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈,快速提升產(chǎn)業(yè)集成度和行業(yè)競爭力的歷史時(shí)期。
當(dāng)前,中國碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存 。我國碳纖維原材料從技術(shù)水平和質(zhì)量看,在航空航天以及民用領(lǐng)域已經(jīng)過關(guān);質(zhì)量和設(shè)計(jì)方面也積累了很多經(jīng)驗(yàn),特別在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的帶動(dòng);從整個(gè)行業(yè)看,當(dāng)前碳纖維需求越來越迫切,應(yīng)用領(lǐng)域越來越多,尤其是民用領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展速度比較快;政策層面,國家和地方政府也重視碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
我國碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展面臨不少挑戰(zhàn),包括在復(fù)合材料的使用、設(shè)計(jì)上,制造商還有很多問題需要解決,如設(shè)備的國產(chǎn)化和成本的降低;生產(chǎn)自動(dòng)化、數(shù)字化技術(shù)與國外還有相當(dāng)差距;在生產(chǎn)規(guī)模和質(zhì)量控制方面也還有很長的路要走。
碳纖維是一種典型的替代性材料,沒有哪一個(gè)需求是獨(dú)有的,主要用于替代原來的鋼鐵合金等材料。隨著高鐵、汽車、新能源等行業(yè)的發(fā)展,碳纖維一定有光明的前景。
碳纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,從政府制定政策的角度看,要分析當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的節(jié)點(diǎn),以及產(chǎn)業(yè)鏈上每個(gè)環(huán)節(jié)企業(yè)的痛點(diǎn)。創(chuàng)新方面,推動(dòng)創(chuàng)新首要的是人才的驅(qū)動(dòng),人才的引進(jìn)需要制定有效策略吸引人、留住人,并發(fā)揮好這些人才的作用;要建立創(chuàng)新平臺(tái)并讓平臺(tái)最大化發(fā)揮作用;企業(yè)是創(chuàng)新的主體,政府在創(chuàng)新生態(tài)體系建設(shè)中要為企業(yè)提供便利條件。
大絲束碳纖維在汽車、風(fēng)電葉片、軌道交通等領(lǐng)域應(yīng)用迅猛增長,預(yù)計(jì)未來幾年需求增速每年將超過16%以上,到2020年全球需求預(yù)計(jì)達(dá)到15萬噸以上,中國將達(dá)到7.7萬噸以上。隨著工業(yè)化技術(shù)的成熟,低成本、大絲束碳纖維將成為未來碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。當(dāng)前中國碳纖維企業(yè)盡管有30多家,但普遍規(guī)模小,都是小絲束生產(chǎn),無法與國際龍頭企業(yè)3萬噸規(guī)模競爭。
2015年,我國碳纖維產(chǎn)能已達(dá)到2萬噸左右,產(chǎn)量約3700噸,未來我國碳纖維技術(shù)研究方向可從三個(gè)方面開展:加大碳纖維復(fù)合材料在汽車應(yīng)用技術(shù)方面的專利布局; 結(jié)合碳纖維復(fù)合材料更廣泛用于航空航天、汽車制造、風(fēng)力發(fā)電、體育休閑等領(lǐng)域的情況,進(jìn)行針對性的預(yù)浸料技術(shù)研發(fā)及專利布局;加強(qiáng)高模碳纖維、高強(qiáng)碳纖維和預(yù)氧化工藝、石墨化工藝設(shè)備的專利提前布局。
目前碳纖維標(biāo)準(zhǔn)化存在的問題包括:碳纖維的性能評價(jià)方法差異較大;碳纖維標(biāo)準(zhǔn)對生產(chǎn)企業(yè)沒用,訂貨時(shí)客戶都是按自己的要求量身訂造;同樣規(guī)格代號(hào)的產(chǎn)品性能差別很大,用戶不得不用自立方法;用戶不知道有國家標(biāo)準(zhǔn),他們都用ASTM標(biāo)準(zhǔn)。
未來在碳纖維標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)方面,要推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)的建設(shè),建設(shè)碳纖維認(rèn)證技術(shù)服務(wù)平臺(tái),建立碳纖維產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫,并力爭制定碳纖維國家標(biāo)準(zhǔn)。
隨著國產(chǎn)碳纖維材料的加快應(yīng)用,芯棒國產(chǎn)化,復(fù)合材料加強(qiáng)芯替代鋼芯已成為發(fā)展趨勢。碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線系列產(chǎn)品推廣應(yīng)用于超高壓、特高壓輸電工程,這對節(jié)能、節(jié)材、改善環(huán)境、提升可再生能源并網(wǎng)輸電安全可靠性,具有非常重要的現(xiàn)實(shí)利好和長遠(yuǎn)利益,同時(shí)帶動(dòng)國產(chǎn)碳纖維材料得到更好的發(fā)展。
中國碳纖維全球?qū)@攘葻o幾,如果中國公司有自己的產(chǎn)品和技術(shù),要提前考慮專利全球布局的問題。
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